Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Набор: ШД с энкодером 86HSE-12N-BC38 драйвер HSS86

Набор: ШД с энкодером 86HSE-12N-BC38 + драйвер HSS86

  • Описание
  • Задать вопрос
  • Наличие

Шаговый двигатель с энкодером, замкнутого типа NEMA34 86HSE-12N-B38 с гибридным серводрайвером HSS86 – 2х фазный двигатель с энкодером, работает плавно с очень низким уровнем шума и нагревания. Главной особенностью двигателя 86HSE-12N-BC38 есть быстрая реакция и отсутствие неравномерной работы. Шаговые двигатели с энкодером работают без потери шагов по сравнению с обычными шаговыми двигателями не замкнутого типа. Максимальная эффективная работа шагового двигателя с энкодером обеспечивается совместным использованием с гибридными серводрайвером HSS86. Двигатель также можно подключать к обычному драйверу, без подключения энкодера, в этом случае он будет работать без точного контроля положения ротора. Шаговые двигатели с энкодером широко применяются для станков с ЧПУ, гравировальных станках, лазерной резке, маркировочных машинах, специальных промышленных швейных машинах, монтажное оборудование и т. д.

Особенности:
— Ток фазы: 6А
— Количество фаз: 2
— Диаметр вала: 14 мм
— Максимально крутящий момент: 12 N.m
— Угол шага 1,8 ° (точность: ± 5%)
— Погрешность сопротивления: ± 10%
— Максимальная температура 80 ° С
— Рабочий диапазон температур от -20 ° С до +50 ° С
— Диэлектрическая стойкость 500VAC в одну минуту
— Разрешение энкодера: 1000 PRR
— Длина мотора: 156 мм
— Вес: 5,65 кг

Драйвер HSS86 — 2-х фазный драйвер для управления шагового двигателя с энкодером. Драйвер обеспечивает стабильную и точную работу двигателя без потери шагов. Драйвер поддерживает управления сигналами PUL/DIR (CP/CW). Быстрая реакция и отсутствие «рысканий» делают серию драйверов идеальным вариантом для приложений которые требуют быстрого передвижения на короткие расстояния и где неравномерная работа были бы нежелательными (например в механизмах с ременным приводом либо механизмы низкой жесткости, где при остановке ШД необходима малая вибрация). Широко применяется на гравировальных станках, специальных примышленных швейных машинах, маркировочных машинах, оборудование для сборки, станках с ЧПУ и другие.

Особенности:
— Драйвер HSS86 подходит для NEMA34 с энкодером (с крутящим моментом 4N.m, 8N.m,12N.m);
— Исключена возможность потери шагов;
— Обеспечивает плавную работу двигателя, низкую вибрацию, гарантирует высокие динамически характеристики при ускорении и торможении двигателя;
— Отсутствие вибрации при изменении от нулевой до максимальной скорости;
— Наличие автоматической регулировки тока в зависимости от нагрузки;
— Уменьшение крутящего момента при увеличении скорости значительно ниже, чем у обычного ШД;
— Частота до 200 кГц;
— Микрошаг 16, максимум 51200 импульсов/об (1/256);
— Напряжения АC24V

110V
— Максимальный ток – 8А;
— Входной ток 7

20mA;
— Разрешение энкодера: 1000 PRR
— Рабочая температура: 0

50 ° C;
— Рабочая влажность 40

Комплект поставки: шаговый двигатель с энкодером 86HSE-12N-B38, драйвер HSS86, провод длиной 2,6м

Шаговые двигатели

Угол поворота (шаг), °:

Удерживающий момент, кг/см:

Шаговый двигатель — это электрический двигатель, в котором импульсное питание электрическим током приводит к дискретного вращения ротора на заданный угол поворота. Шаговый двигатель создает высокий момент при небольшой скорости и работает с полным моментом в состоянии покоя. Управляется с помощью дискретных импульсов, которые формируются на драйвере шагового двигателя.

Применение шаговых двигателей:

  • станки с ЧПУ, станки для лазерной резки и гравировальные
  • промышленные швейные машины, маркировочные машины и другое оборудование
  • периферийная компьютерная техника — принтеры, плоттеры, сканеры

UAEU

UAEU

Мы обеспечим ваше производство качественной продукцией!

гарантированно качественные двигатели

своевременная доставка по Украине

техническая поддержка специалистов

Различают несколько видов шаговых двигателей в зависимости от:

– принципа взаимодействия магнитных полей:

  • двигатель с переменным магнитным сопротивлением, в роторе которого не предусмотрено размещение постоянных магнитов
  • двигатель с постоянными магнитами в конструкции ротора, совершает до 48 шагов за один оборот (угол поворота 7,5° за один шаг)
  • двигатель гибридного типа с наибольшим моментом вращения и скоростью, до 400 шагов за один оборот (угол поворота 0,9° за один шаг), обеспечивает более высокую точность позиционирования

– конструкции и наличия дополнительных устройств:

  • униполярные и биполярные двигатели
  • шаговые двигатели с энкодерами — обозначение ЕС в маркировке
  • актуаторы — линейные двигатели с редуктором и выдвижным штоком

Биполярные шаговые двигатели с постоянными магнитами и гибридные двигатели имеют более упрощенную конструкцию, чем униполярные двигатели, потому что их обмотки не имеют центрального отвода. Но такое упрощение предполагает более сложное реверсирования полярности каждой пары полюсов мотора.

Всегда в наличие на складе в Украине различные типы шаговых двигателей Fulling Motor.

Если вы не смогли подобрать подходящий тип шагового двигателя обратитесь к нашим специалистам.

Если хотите сделать запрос или оформить заказ:

Подберем оптимальное решение по цене и срокам поставки.

Если нужна техническая консультация:

Поможем с расчетом нагрузок и подбором комплектующих.

Сравнение различных типов энкодеров

Энкодеры широко используются в промышленности для управления движением, контроля положения и скорости электродвигателей. Полученная информация может использоваться электроникой управления движением для определения скорости вращения электродвигателя и рабочего органа, их местоположения, а также для выполнения корректировок в случае отклонения от заданных параметров.

Вот сравнение шести наиболее часто используемых типов энкодеров.

Оптические энкодеры

Оптические энкодеры используют наличие или отсутствие света для определения положения вала. Говоря простым языком — есть диск с прорезями в нем, который вращается вместе с валом. Когда диск проходит между источником света и фотоэлектрическим датчиком, отверстия регулярно пропускают свет к датчику или блокируют свет. Самые точные оптические энкодеры используют диски из стекла с черными линиями, чтобы блокировать свет, созданный точными методами фотолитографии. В датчиках положения с низким разрешением используются металлические диски со штампованными или протравленными отверстиями.

Стандартные оптические энкодеры имеют два или более фотодатчиков, смещенных на шаг 1/2 слота, что увеличивает разрешение с помощью технологии, называемой «квадратурное декодирование», которая встроена в большинство микроконтроллеров. Квадратура также позволяет устройству определять направление вращения вала. Квадратурное декодирование не добавляет задержки и обычно включает цифровой фильтр от электрических помех.

Разрешение энкодера обычно указывается изготовителем в строках на оборот или в ppr (импульсов на оборот). Это разрешение необработанных сигналов A и B, которые подаются в квадратурный декодер для определения количества импульсов / оборотов, а количество импульсов / оборотов такое же, как 4X линий / оборот.

Оптические энкодеры обычно имеют разрешение от 128 до 20000 импульсов / оборот. Некоторые улучшенные модели имеют более высокое разрешение. Средняя точность составляет ± 0,1 градуса.

Когда энкодеры любого типа используются в качестве устройств обратной связи в электроприводах на основе шагового двигателя, разрешение является важным, поскольку большое число полюсов шагового двигателя приводит к короткому электрическому циклу. Например, шаговый двигатель на 1,8 град. имеет 50 электрических циклов на один механический оборот, а разница между полным крутящим моментом и отсутствием крутящего момента составляет 1,8 градуса. 4 000 импульсов / оборот обеспечивает 20 дискретных отсчетов свыше 1,8 град., которого достаточно, чтобы сделать возможным обнаружение сваливания, предотвращение сваливания и поддержания текущего положения. Для сервопривода в режиме реального времени 20 000 импульсов на оборот — гораздо лучший выбор.

При применении к трехфазным бесколлекторным (бесщеточным) двигателям датчики часто включают в себя три дополнительных коммутационных сигнала (названных U, V и W), которые сообщают драйверу, когда следует переключать ток в обмотках статора.

Оптические энкодеры выдают мгновенный сигнал без задержки, поэтому вал электрической машины реально находится там, где сигнализирует датчик положения. Время задержки важно при использовании датчика для измерения скорости и для сервоуправления в реальном времени.

Магнитные энкодеры

Магнитные энкодеры стоят намного дешевле оптических и более компактны. Большинство из них используют аналоговые устройства на основе эффекта Холла, установленные на печатной плате. Датчики Холла приводятся в действие двухполюсным магнитом, установленным на конце вала. Датчики Холла выдают два сигнала переменного тока в противофазе с одним циклом на оборот вала. Эти сигналы интерполируются для создания 65 536 отсчетов на оборот. Однако эта интерполяция подвержена множеству ошибок, таких как электрические шумы в схемах, несовершенное намагничивание, биение вала, а также радиальное и осевое смещение магнита. Большинство магнитных энкодеров включают различные способы калибровки для компенсации как можно большего количества ошибок.

Поскольку магнитные энкодеры имеют один цикл на оборот вала, они, по сути, измеряют абсолютное положение в пределах одного оборота вала.

Магнитным энкодерам всегда нужно время для интерполяции сигналов. Ранние магнитные энкодеры имели переменную (недетерминированную) задержку преобразования, что делало их непригодными для отслеживания скорости и положения в реальном времени на машинах с большим числом полюсов, таких как шаговые двигатели. Новые, более современные модели, имеют предсказуемые задержки преобразования. Зная это, центральный процессор может автоматически корректировать показания положения и скорости для компенсации задержки.

Сравнение оптических и магнитных энкодеров

Первый энкодер — это широко используемая ранняя 12-битная модель, которая зарекомендовала себя как надежная, недорогая и достаточно точная. Он включает квадратурный интерфейс ABZ, обеспечивающий 4096 импульсов на оборот, что упрощает работу с модулями интерфейса квадратурного энкодера (QEI), которые используются в микроконтроллерах и процессорах цифровых сигналов.

12-битный энкодер был сочтен неподходящим для некоторых приложений, потому что его низкое разрешение не дает достаточно информации для правильного регулирования скорости на низких скоростях.

Второй — 16-битный магнитный энкодер, использующий датчики Холла. Разрешение намного выше, чем у 12-битной модели (65 536 импульсов на оборот против 4096), но ее точность заметно хуже. Это связано с несколькими факторами. Во-первых, методика калибровки производителя не дает достаточно малой погрешности. Во-вторых, его интерполяция сигналов эффекта Холла по своей природе неточна. И в-третьих, отношение сигнал / шум заставляет счетчик изменяться по крайней мере на два бита, даже когда он не движется, что может создавать дизеринг и производный шум в сервоконтуре. При оценке такого типа датчика важно учитывать разрешение и точность. Никогда не основывайтесь на гипотезе — чем выше разрешение, тем выше точность.

В третьем магнитном энкодере используется магниторезистивная технология, которая по своей природе более точна и менее чувствительна к внешним воздействиям, чем модели с эффектом Холла. Внешние магнитные поля, в том числе поля самого двигателя, могут влиять на работу магнитных энкодеров.

Данный тип датчика предлагает выбор интерфейса ABZ или SPI (высокоскоростной синхронный последовательный). Интерфейс SPI является обычным для DSP и микроконтроллеров и предпочтительнее ABZ. Но использование SPI предотвращает отправку квадратурного сигнала ABZ на другое устройство (например, контроллер движения), поскольку два интерфейса используют одни и те же выводы интегральной микросхемы.

Емкостные энкодеры

Емкостные энкодеры измеряют положение, отслеживая изменение емкости в цепи при вращении вала двигателя. Они невосприимчивы к внешним магнитным полям, а также к пыли и мусору. Емкостные энкодеры имеют разрешение до 16 384 импульсов / оборот (14 бит) и точность ±0,2 градуса.

Емкостные энкодеры выдают стандартный квадратурный сигнал AB, подходящий для использования в реальном времени с большинством микроконтроллеров и большинством стандартных драйверов, которые включают опцию обратной связи энкодера.

Емкостные энкодеры более устойчивы к электромагнитным помехам, чем магнитные энкодеры, и допускают большее загрязнение, чем оптические.

Многооборотные энкодеры

Многооборотные энкодеры полезны для отслеживания положения вала при выключенном контроллере или электроприводе. Например, если предприятие или технические специалисты не хотят возвращать систему в исходное состояние при каждом включении, необходимы абсолютные многооборотные энкодеры. (Если необходимо отслеживать положение только при включенном драйвере, драйвер отслеживает положение, и абсолютный многооборотный энкодер не нужен.)

Есть три распространенных типа:

Многооборотные энкодеры с питанием от батареи используют батарею, чтобы поддерживать в рабочем состоянии необходимые электрические схемы во время отключения питания для отслеживания положение энкодера через несколько оборотов. Обратной стороной является то, что информация о местоположении будет потеряна, когда батарея разрядится. Резервный аккумулятор может значительно увеличить габариты датчика положения.

Энкодеры с редуктором используют вторичный энкодер, который перемещается на один или несколько отсчетов каждый раз, когда первичный энкодер совершает один оборот. Энкодеры с редуктором не требуют батареи, но являются сложными и дорогостоящими, а шестерни могут со временем изнашиваться.

Энкодеры с накоплением энергии Wiegand используют эффект Виганда, чтобы генерировать электрический импульс каждый раз, когда датчик завершает оборот. Эта энергия постоянна независимо от того, насколько медленно вал вращается, когда он проходит магнитный переход, поэтому этот импульс можно надежно использовать для питания небольшой цепи и подсчета оборотов.

В датчиках положения на основе эффекта Виганда используется первичный магнитный энкодер, обеспечивающий 131072 отсчета на оборот (также называемый 17-битным, потому что 217 = 131 072). Счетчик оборотов — 16 бит, поэтому он может отслеживать 216 = 65 536 оборотов вала. Точность ± 0,1 град.

Интерфейс для энкодеров Weigand часто BISS-C. Некоторые микроконтроллеры имеют собственный интерфейс BISS-C, поэтому для преобразования сигнала используется внешнее устройство FPGA.

Энкодеры широко используются в приложениях управления движением с обратной связью. Выбор лучшего датчика положения для вашего приложения требует опыта, который часто можно найти у поставщиков.

Эффект Виганда

Эффект Виганда — это нелинейный магнитный эффект, названный в честь его первооткрывателя Джона Р. Виганда. Данное явление происходит в специально отожженной и закаленной проволоке, называемой проволокой Виганда.

Проволока Виганда изготавливается из низкоуглеродистого викаллоя, ферромагнитного сплава кобальта, железа и ванадия. Вначале проволока отжигается. Она притягивается к магнитам, и силовые линии магнитного поля «втягиваются» в провод. Но проволока сохраняет лишь очень небольшое остаточное магнитное поле, когда внешнее поле снимается.

Затем проволоку скручивают и раскручивают для холодной обработки внешней оболочки, пока сердечник остается мягким. Затем проволока выдерживается. Это делает магнитную коэрцитивную силу внешней оболочки намного выше, чем у внутреннего сердечника. Высокая коэрцитивность оболочки позволяет ей сохранять внешнее магнитное поле, даже когда первоначальный источник поля удален.

Теперь на проводе будет наблюдаться большой магнитный гистерезис: если к проводу поднести магнит, внешняя оболочка с высокой коэрцитивной силой удерживает магнитное поле от внутреннего мягкого сердечника. Но если магнитное поле превышает заданный порог, весь провод — как внешняя оболочка, так и внутренний сердечник — быстро меняет полярность намагничивания. Это переключение (эффект Виганда) происходит за несколько микросекунд.

Шаговый двигатель с энкодером что это такое

Время течет, идеи меняются. Я решил изменить колесную схему своего робота и перейти от варианта шасси с четырьмя ведущими колесами к варианту с двумя ведущими колесами и третьим колесом, служащим просто в качестве опоры. Причиной тому явилось понимание, что сделать самоуправляемого робота на четырех колесах без использования системы подвески и достаточно сложного рулевого управления вряд ли удастся.

Различные дешевые четырехколесные платформы хороши для поделок с дистанционным управлением, при создании же автономных роботов они становятся не совсем подходящими. Во-первых, с четырьмя колесами, при движении по относительно неровной поверхности всегда есть вероятность того, что одно из колес может оказаться в воздухе, а следовательно появляется неопределенность в реализации управления с использованием этого колеса. Во-вторых, чтобы управлять с ожидаемым результатом четырехколесной тележкой нужна реализация принципа Аккермана для обеспечения корректного угла поворота рулевых колес при прохождении поворота или кривой. Это именно та схема, которая применяется в обычных автомобилях. Завязнуть в механике у меня особого желания нет, поэтому я решил реализовывать самую простую схему: два колеса с электромоторами и третьим колесом, служащим в качестве опоры для поддержания равновесия. Еще одной причиной для смены шасси явилось отсутствие возможности закрепить уже купленные колесные оптические энкодеры от DFRobot на двигателях, вследствие конструктивной особенности имеющихся моторов. Посмотрев стоимость подходящих двигателей я решил, что выгоднее будет приобрести новое четырехколесное шасси с двигателями, на которые я смог бы закрепить энкодеры. Как впоследствии выяснилось, я опять немного ошибся

Свой выбор я остановил на платформе Smart car chassis 4WD kit, купленной на Aliexpress еще до скачка курса доллара. Полученный комплект выглядел следующим образом:

В комплекте идут:

  • две детали из прозрачного акрилового стекла (PMMA) размером 250x148x3 мм
  • 4 прорезиненных колеса диаметром 65 мм
  • 4 мотор-редуктора
  • 4 диска с прорезями для энкодера (как впоследствии оказалось, энкодер от DFRobot отказался с ними работать, вероятно, из-за меньшего размера отверстий)
  • крепеж

Имеющиеся у меня пара энкодеров, предназначены для платформ DFRobot 3PA и AWD Rovers в составе которых идут вот такие двигатели:

В разобранном виде полученных мной новых двигателей, несколько отличающихся от оригинальных DFRobot можно видеть отдельно моторчик и пластиковый редуктор.

Для того, чтобы закрепить энкодеры на полученных мною мотор-редукторах, пришлось немного их доработать, высверлив сквозные отверстия. Разбирать пришлось для удаления стружки.

Такие мотор-редукторы можно купить здесь.

Установленный на мотор-редуктор энкодер с родным диском, имеющим 10 вырезов и припаянными к двигателю проводами выглядит следующим образом:

Разрешение инкрементного оптического энкодера DFRobot составляет 10 отсчетов на оборот, что очень мало и будет привносить достаточно большую погрешность, но, надеюсь, будет достаточным для моих экспериментов. С этим энкодером также не получится определять направление вращения.

Аналогичные, но несколько более дешевые энкодеры можно купить, например, здесь или здесь.

Принципиальная схема этого осевого датчика вращения с питанием 5В и потребляемым током не превышающим 20 мА приведена ниже.

Этот энкодер можно будет использовать для:

  • Определения фактической скорости вращения колеса для целей, например, дифференциального управления (число отсчетов в единицу времени)
  • Определения пути, пройденного колесом без учета проскальзывания.

Для вычисления пройденного пути необходимо учесть геометрические параметры колеса. В моем случае колесо имеет диаметр D=65 мм,следовательно длина его окружности:

Поэтому, 10 отсчетов энкодера при условии вращения в одном направлении соответствуют перемещению на 204мм.

Простенький скетч, который позволяет используя прерывания, считывать с двух энкодеров скорость вращения колес (в числе отсчетов в секунду) и выводить считанные значения в последовательный порт. Левый энкодер подключен ко 2-му цифровому пину Arduino, правый энкодер — к 3-му цифровому пину.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Что растворяется в бензине и вредно для двигателя
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector